河南省桐柏縣雙山莊鉬礦成礦地質特征及控礦因素分析

程 遠,黃傳計

(河南省有色金屬地質礦產局第五地質大隊，河南 鄭州 450016)

0 引 言

雙山莊礦區大地構造位于北秦嶺褶皺帶寨根—彭家寨地背褶皺束，國家級重點成礦帶武當—桐柏—大別成礦帶桐柏段[1-4]。區域經歷了多期次構造運動，受造山作用影響，區內地層、構造、巖漿巖帶、變質相帶走向均以NWW向帶狀展布。區域巖漿巖發育，巖漿巖的侵入與區域性深大斷裂帶關系密切，巖體(脈)多呈帶狀分布。變質作用普遍,以區域變質作用為主。多期次的構造運動和頻繁的巖漿熱液活動，為區內礦床的形成提供了熱動力條件和部分礦物質。本文試圖通過對本區鉬礦的成礦地質特征、控礦因素的分析，更新并擴大找礦思路，對指導本區地質找礦工作具有重要意義。

1 區域成礦地質背景

1.1 地 層

區域出露地層有下元古界秦嶺巖群，中元古界龜山巖組，上元古界肖家廟巖組和歪頭山巖組，下古生界二郎坪巖群大栗樹巖組、張家大莊巖組和劉山巖組，上古生界南灣組和蔡家凹巖組，新生界古近系和第四系。

1.2 構 造

區域構造發育，構造形跡總體呈NWW向展布,基本構造格架表現為不同時期、不同成因類型的強變形韌性剪切帶和弱應變域構造巖塊的相間排列。以斷裂為主，褶皺次之。區域斷裂構造主要有：松扒韌性剪切帶、好漢坡韌性剪切帶、大河韌性剪切帶、鴨子口—黃腦擠壓帶、大栗樹擠壓帶、王老家韌性剪切帶等。褶皺主要為寨根—彭家寨復背斜[4]。

1.3 巖漿巖

區域巖漿巖發育，巖漿活動頻繁，巖漿巖的侵入與區域性深大斷裂關系密切[5-7]，主要巖體有北部的桃園巖體和梁灣巖體，南部的老灣巖體；其次還有一些小型的巖株、巖脈分布。多期次多階段的巖漿熱液活動，為區內礦床的形成提供了熱動力條件和部分礦物質。區內還分布有加里東期的變輝石巖體(脈)，燕山期的花崗巖株、花崗斑巖脈、石英斑巖脈和煌斑巖脈等。

2 成礦地質特征

2.1 礦區地質特征

礦區位于大河韌性剪切帶西段南側，出露地層簡單，斷裂構造較發育，不同時期的巖漿巖體(株)、巖脈較多，變質作用普遍，礦產以鉬為主(圖1)。

2.1.1 地 層

礦區出露地層有下元古界秦嶺巖群(Pt1qn)、下古生界二郎坪群劉山巖組(Pz1l)、上古生界蔡家凹巖組(Pz2c)、新生界第四系(Q)。

(1)下元古界秦嶺巖群(Pt1qn)：巖性主要為斜長角閃片麻巖和花崗片麻巖，局部夾條帶狀大理巖透鏡體，特點為一套成層無序的深變質片麻巖系地層。斜長角閃片麻巖局部有石英細脈充填，主要蝕變為綠泥石化、高嶺土化；花崗質片麻巖出露區地表一般風化弱，巖石堅硬、完整，硅化、鉀化蝕變較強。

(2)下古生界二郎坪群劉山巖組(Pz1l)：灰白-灰綠色，巖性主要為斜長角閃片巖夾白云斜長變粒巖，少量白云石英片巖等。地表巖石較破碎，局部有石英細脈充填，主要蝕變為綠泥石化、高嶺土化。

(3)上古生界蔡家凹巖組(Pz2c)：巖性主要為方解石大理巖、含石墨方解石大理巖、大理巖等，在該地層內常見有斜長角閃片麻巖、花崗片麻巖巖塊呈飛來峰不整合于大理巖之上，判斷應為老地層逆沖推覆體遺留的巖石殘塊。

(4)新生界第四系(Q)：主要沿河流、溝谷分布，巖性主要為粉沙質粘土、砂礫石、粗砂、細砂層。

圖1 雙山莊礦區地質構造略圖

1-第四系;2-蔡家凹巖組;3-劉山巖組;4-秦嶺巖群; 5-中粒似斑狀黑云母花崗巖;6-變輝石巖;7-花崗斑巖脈;8-石英斑巖脈;9-偉晶巖脈;10-大理巖脈;11-石英脈;12-礦脈及編號; 13-推測斷層;14-大河斷裂;15-推覆構造;16-地質界線;17-鉆孔位置及編號;18-礦區范圍

2.1.2 構 造

雙山莊礦區構造較發育，以斷裂為主，褶皺不明顯。主要斷裂構造有5條，分別為F1、F2、F3、F4和F5。

2.1.3 巖漿巖

礦區巖漿巖較發育，主要有加里東期形成的變輝石巖，燕山晚期形成的花崗巖株(脈)及其附近產出的石英斑巖脈、花崗斑巖脈、偉晶巖脈和石英脈等。

2.1.4 變質作用

礦區變質巖分布廣泛，以區域變質作用為主。主要有以秦嶺巖群為代表的麻粒巖相深變質巖系、以劉山巖組為代表的高綠片巖相鐵鋁榴石帶中深變質巖系和以蔡家凹巖組為代表的低綠片巖相和低角閃巖相中深變質巖系。

2.2 礦區地球物理特征

2.2.1 航磁異常特征

1∶5萬航磁測量,在礦區圈出3個異常:由南向北編號為YM-250-2、YM-250-1和YM-251。

2.2.2 激電異常特征

2.2.2.1 巖、礦石電性特征

根據小四極及電測深小極距測定結果：礦區礦化巖株具高阻高極化特征，圍巖具低極化特征，礦化巖株與其圍巖具明顯的電性差異。

2.2.2.2 激電剖面測量ηs異常特征

實測激電中梯(短導線)剖面，圈出走向NWW、東西向均未封閉的視極化率(ηs)異常一處，面積不小于350 m×500 m，異常中心位置與雙山北含鉬花崗巖株對應。區內除含鉬花崗巖株外，未發現有極化率大于2.5%的其他巖石、地層干擾，含鉬花崗巖株的極化率、電阻率均明顯高于其圍巖，呈現高阻高極化的異常反應特征。

2.2.2.3 激電測井ηs異常特征

對鉆孔ZK1001進行了激電測井，從激電測深和激電測井資料看，在含鉬花崗巖株下部均發現ηs異常存在，推測極化體埋深主要在350 m以下。

鉆孔驗證，確定ηs異常屬礦致異常；但鉬礦層埋深主要位于250 m以淺，與推測的極化體埋深誤差較大。分析認為：引起本區激電異常的硫化物主要以黃鐵礦化為主，鉆孔觀測顯示，該花崗巖株全巖含有黃鐵礦化，自350 m往下黃鐵礦化逐漸增強，引起的激電異常深部自然大于淺部，推測的極化體埋深也就增大；而鉆孔內輝鉬礦化則主要位于250 m以淺，雖局部達到鉬礦品位，但礦化強度相比黃鐵礦化要弱很多，引起的激電異常也就弱；上述情況是形成本區“推測極化體埋深較深，實際鉬礦層產出較淺”的主要原因。

2.3 礦區地球化學特征

2.3.1 土壤地球化學特征

通過1∶2.5萬土壤地球化學測量，在大張溝—老墳扒一帶圈出以Cu、Mo為主、伴生Pb、Zn、Ag、W的綜合異常一處。其中，Cu最高值500×10-6，平均值163.2×10-6，面積約0.93 km2；Mo最高值50×10-6，平均值7.8×10-6，面積約0.69 km2，異常呈NWW向帶狀分布于礦區北部及外圍附近，面積大，強度高，濃集中心明顯，元素套合好。主異常帶主要位于雙山北含Mo花崗巖株—老墳扒含Cu、Mo花崗巖株一帶，Mo異常形態呈多層次圍繞二巖株出現，主異常北部發育有Pb、Zn、Ag伴生異常，為尋找斑巖型銅鉬礦提供了重要信息。

2.3.2 剖面巖石地球化學特征

在雙山東垂直化探鉬異常走向，實測7條巖石剖面。區內不同巖石相比，Cu、Mo、Pb、Ag在花崗巖、花崗片麻巖、斜長角閃片麻巖和石英斑巖中含量較高，Au、Bi在花崗巖、花崗片麻巖中含量相對較高，As、Zn在花崗片麻巖、斜長角閃片麻巖和石英斑巖中含量較高。分析認為：該區處于鉬礦成礦有利位置，經工程揭露和取樣測試證明，雙山北土壤測量鉬異常和大張溝土壤測量鉬異常由鉬礦引起，屬礦致異常；其他鉬異常可能為含礦熱液沿片麻巖層或裂隙局部充填引起[8]。

3 礦體特征

雙山莊礦區發現鉬礦化較好地段有兩處：雙山北含鉬花崗巖株和鉬礦脈K7。

3.1 礦脈總體特征

3.1.1 雙山北含鉬花崗巖株

位于礦區西北，地表出露長約480 m，寬約150 m，通過鉆孔深部驗證，發現鉬礦11層，礦層鉛直厚度2.00～16.00 m，鉬品位0.022%～0.120%；礦層主要集中在250 m以淺；含礦巖性均為花崗巖，金屬礦物主要有黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦等，非金屬礦物主要有石英、斜長石、鉀長石等。輝鉬礦主要為細小鱗片狀結構，呈細脈狀、薄膜狀分布于裂隙中或沿裂隙充填的石英細脈中；以鉀化、硅化、綠泥石化為主，次有螢石化等。

3.1.2 鉬礦脈K7

K7礦脈位于礦區西南，脈狀，長度不詳，地表真厚度10.02 m，局部產狀10°～23°∠68°～76°，原巖為花崗片麻巖。地表鉬品位0.015%～0.066%，鉬礦化連續。中深部鉆孔發現鉬礦4層，鉛直厚度3.00～7.61 m，鉬品位0.016%～0.440%；含礦巖性主要有花崗巖、花崗片麻巖和斜長角閃片麻巖夾石英細脈，主要金屬礦物為黃鐵礦、輝鉬礦，少量黃銅礦，輝鉬礦主要以鱗片狀結構呈不規則狀散布于礦化層中；以硅化、綠泥石化為主，其次有鉀化、綠簾石化、螢石化、碳酸巖化等。

圖2 雙山莊礦區勘探線剖面圖

3.2 礦體特征

3.2.1 雙山北含鉬花崗巖株

經過深部鉆孔驗證，在雙山北含鉬花崗巖株下部發現11層鉬礦層, 編號為K1-1、K1-2、 K1-3、K1-4、K1-5、K1-6、K1-7、K1-8、K1-9、K1-10和K1-11，礦層特征如下：

(1)K1-1礦體：產于雙山北含鉬花崗巖株中，斑巖型。地表由2個槽探工程控制，礦化弱，鉆孔內鉬礦化增強。據鉆孔ZK1001資料，礦石鉬品位0.012%～0.053%，平均品位0.035%；鉛直厚度16.00 m；見礦深度0～1 6 m。

(2)K1-2礦體：產于K1-1下部，斑巖型。礦石鉬品位0.022%～0.038%，平均品位0.032%；鉛直厚度8.00 m；見礦深度19.68～27.68 m。

(3)K1-3礦體：產于K1-2下部，斑巖型。礦石鉬品位0.032%～0.043%，平均品位0.038%；鉛直厚度4.00 m；見礦深度38.78～42.78 m。

(4)K1-4礦體：產于K1-3下部，斑巖型。礦石鉬品位0.043%～0.045%，平均品位0.044%；鉛直厚度4.00m；見礦深度56.78～60.78 m。

(5)K1-5礦體：產于K1-4下部，斑巖型。礦石鉬品位0.035%；鉛直厚度2.00 m；見礦深度81.92～83.92 m。

(6)K1-6礦體：產于K1-5下部，斑巖型。礦石鉬品位0.043%；鉛直厚度2.00 m；見礦深度101.92%～103.92 m。

(7)K1-7礦體：產于K1-6下部，斑巖型。礦石鉬品位0.030%～0.031%，平均品位0.031%；鉛直厚度4.00 m；見礦深度179.28～183.28 m。

(8)K1-8礦體：產于K1-7下部，斑巖型。礦石鉬品位0.120%；鉛直厚度2.00 m；見礦深度194.58～196.58 m。

(9)K1-9礦體：產于K1-8下部，斑巖型。礦石鉬品位0.016%～0.058%，平均品位0.036%；鉛直厚度8.00 m；見礦深度228.00～236.00 m。

(10)K1-10礦體：產于K1-9下部，斑巖型。礦石鉬品位0.036%；鉛直厚度2.00 m；見礦深度445.84～447.84 m。

(11)K1-11礦體：產于K1-10下部，斑巖型。礦石鉬品位0.032%；鉛直厚度2.00 m；見礦深度510.18～512.18 m。

3.2.2 鉬礦脈K7

經過深部鉆孔驗證，在礦脈K7下部發現4層鉬礦層，編號分別為K7-1、K7-2、K7-3和K7-4。礦層特征如下：

(1)K7-1礦體：產于鉬礦脈K7上部，脈型，地表巖性為花崗片麻巖，由一個探槽揭露，探槽內礦石鉬品位0.016%～0.066%，平均品位0.047%，真厚度10.02 m。深部由一個鉆孔控制，鉆孔巖性為花崗巖，鉆孔內礦石鉬品位0.034%～0.280%，平均品位0.124%，鉛直厚度7.61 m，見礦深度52.32～59.93 m。

(2)K7-2礦體：產于K7-1下部，脈型，原巖為斜長角閃片麻巖夾石英細脈。礦石鉬品位0.030%～0.440%，平均品位0.148%；鉛直厚度7.00 m；見礦深度156.00～163.00 m；產狀不明。

(3)K7-3礦體：產于K7-2下部，脈型，原巖為斜長角閃片麻巖夾石英細脈。單孔見礦，據鉆孔ZK7001資料，礦石鉬品位0.028%～0.046%，平均品位0.036%；鉛直厚度5.40 m；見礦深度190.00～195.40 m。

(4)K7-4礦體：產于K7-3下部，脈型，原巖為斜長角閃片麻巖夾石英細脈。單孔見礦，據鉆孔ZK7001資料，礦石鉬品位0.036%～0.240%，平均品位0.172%；鉛直厚度3.00 m；見礦深度299.32～302.32 m。

3.3 礦石特征

3.3.1 礦石礦物成分

3.3.1.1 斑巖型鉬礦

根據巖礦鑒定及野外觀察，礦石中共發現礦物21種。其中，金屬礦物11種，主要有黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦，次為方鉛礦、閃鋅礦、斑銅礦、磁鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦、鉬華和孔雀石；非金屬礦物10種，主要有石英、斜長石、鉀長石，次為螢石、白云母、黑云母、綠泥石、綠簾石、方解石和高嶺土。

3.3.1.2 脈型鉬礦

根據野外觀察，礦石中共發現礦物20種。其中，金屬礦物7種，主要有黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦，次為磁鐵礦、褐鐵礦、鉬華和孔雀石；非金屬礦物13種，主要有石英、角閃石、斜長石，次為螢石、白云母、黑云母、綠泥石、綠簾石、絹云母、微斜長石、方解石、鉀長石和高嶺土。

3.3.2 礦石結構

(1)它形～自形粒狀結構：主要指礦石中黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、磁鐵礦等的結晶習性，多以細小自形、半自形、它形粒狀為主的現象。

(2)鱗片狀結構：主要指礦石中輝鉬礦多以細小鱗片在礦石裂隙間形成的礦物集合體的現象。

(3)壓碎結構：主要指礦石中黃鐵礦顆粒受擠壓碎裂的現象。

(4)包裹結構：主要指礦石中黃銅礦、斑銅礦以細小粒狀包裹于黃鐵礦中、黃銅礦以細小粒狀包裹于閃鋅礦中、閃鋅礦以細小粒狀包裹于方鉛礦中的現象。

(5)交代殘余結構：主要指礦石中黃鐵礦受熱被褐鐵礦交代不徹底，中心仍有部分黃鐵礦殘留的現象。

(6)似斑狀結構：主要指礦石中以石英、長石為主的較大斑晶分布于顆粒較小的基質中的現象。

3.3.3 礦石構造

(1)塊狀構造：主要指礦石中黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦等金屬硫化物呈團塊分布的現象。

(2)星點(浸染)狀構造：主要指礦石中黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦等金屬硫化物呈星點(浸染)狀分布的現象。

(3)細脈狀構造：主要指礦石中黃鐵礦、輝鉬礦等多金屬硫化物、或含多金屬硫化物的石英脈呈細脈狀分布的現象。

(4)復脈狀構造：主要指礦石中含金屬硫化物的石英細脈呈網脈狀分布的現象。

(5)條帶狀構造：主要指礦石中金屬礦物與脈石礦物呈條帶狀沿礦脈走向相間分布的現象。

(6)蜂窩狀構造：主要指地表礦石中黃鐵礦等原生礦物氧化流失后，在原處留下的空穴的現象。

(7)碎裂狀構造：主要指脈型礦石中的礦物集合體受構造影響呈碎裂狀的現象。

3.3.4 礦石類型

礦石類型主要為：①雙山北含鉬花崗巖株為斑巖型鉬礦；②K7礦脈為脈型鉬礦。

3.4 圍巖蝕變

(1)雙山北含鉬花崗巖株中鉬礦層，兩邊圍巖為花崗片麻巖、斜長角閃片麻巖，上下圍巖為花崗巖，圍巖種類為花崗巖、花崗片麻巖、斜長角閃片麻巖。地表圍巖蝕變有鉀化、硅化、褐鐵礦化、高嶺土化等，中深部有鉀化、硅化、綠泥石化、螢石化、綠簾石化、云母化等。

(2)K7礦脈中鉬礦層，產于花崗片麻巖、斜長角閃片麻巖及少量花崗巖中，圍巖種類主要為斜長角閃片麻巖、花崗片麻巖。地表圍巖蝕變有硅化、褐鐵礦化、高嶺土化等，中深部有鉀化、綠泥石化、綠簾石化、螢石化、碳酸巖化等。

4 礦床成因與找礦標志

4.1 礦床成因

區內以斑巖型鉬礦為主，主要產于燕山晚期形成的中酸性花崗巖株中，巖株內石英、長石斑晶粒度較大，表明形成溫度高，鉀化、硅化蝕變較強；在巖株附近伴有石英斑巖脈、花崗斑巖脈產出，斑晶粒度細小，表明形成溫度要低，鉀化、硅化蝕變也明顯減弱，石英斑巖脈、花崗斑巖脈的形成時間晚于巖株形成時間；明顯表現為以花崗巖株為中心，向兩邊形成成礦、成巖溫度由高向低、蝕變強度由強到弱的分帶現象。表明在巖漿脈動侵位形成雙山北花崗巖株的同時，巖漿分異形成的含礦熱液在巖株裂隙中也逐漸富集，形成高-中溫斑巖型鉬床。同時，在巖體與圍巖的內、外接觸帶局部形成脈型鉬礦；并在其附近伴有后期石英斑巖帶、花崗斑巖脈產出。

初步認為，礦床成因為與燕山晚期巖漿活動密切相關的高-中溫熱液型鉬礦。

4.2 找礦標志

利用化探鉬異常指導本區找礦效果明顯，燕山晚期形成的含鉬花崗巖株及與圍巖接觸帶是區內鉬礦的兩種主要賦存部位，鉀化、硅化與區內鉬礦形成關系密切。(1)化探鉬異常是區內較好的間接找礦標志。(2)燕山晚期形成的含鉬花崗巖株是區內最重要的巖漿巖找礦標志；花崗巖株與圍巖的接觸帶，是區內重要的構造找礦標志。(3)鉀化、硅化是本區重要的礦巖蝕變找礦標志。

4.3 控礦因素

4.3.1 巖漿巖控礦

區內斑巖型鉬礦層均產于雙山北含鉬花崗巖株中，產出與分布受花崗巖株控制明顯；通過地表和鉆孔觀察：輝鉬礦主要呈鱗片狀、片狀、葉片狀，以細脈狀或薄膜狀沿細小裂隙產出；巖株裂隙較發育，為含礦熱液的運移和富集成礦提供了通道和容礦空間；同時，巖株的侵入和形成，為成礦元素的活化、循環及運移提供了熱動力，并帶來部分礦物質，參與成礦。形成于燕山晚期的雙山北含鉬花崗巖株，既是賦礦巖體，又是成礦母巖，是區內重要的巖漿巖控礦因素。

4.3.2 接觸構造帶控礦

區內脈型鉬礦主要產于花崗巖脈、花崗片麻巖和斜長角閃片麻巖中，產出較復雜，順層石英細脈充填較多，巖石較碎裂，穿層現象可見，局部礦化富集明顯，為接觸帶成礦，推測附近應有隱伏的中酸性含礦花崗巖體存在。

5 結 論

雙山莊鉬礦的形成和分布受區域成礦環境、地層、構造、巖漿巖等因素控制，其中受巖漿控制最為顯著。區域鉬礦化范圍大、強度高，從礦源層、巖石建造、巖漿巖及構造控礦因素來看，區域成礦條件十分優越，具有尋找中型以上鉬礦床的潛力。